Induktions-Wassererhitzer für den Hausgebrauch: Wie man es mit seinen eigenen Händen macht, Gerät, Funktionsprinzip, Effizienz und Betrieb

Wir denken häufig an konventionelle Heizsysteme wie Öfen oder Heizkessel, wenn es darum geht, unser Zuhause warm und gemütlich zu halten. Aber was wäre, wenn die Erwärmung unseres Wassers effektiver und nachhaltiger erfolgen könnte?? Wir stellen die Heimwerker-Option vor, die bei umweltbewussten Hausbesitzern immer beliebter wird: der Induktionsboiler für den Hausgebrauch. In diesem Artikel wird erklärt, wie Sie Ihren eigenen Induktionswassererhitzer bauen, seine internen Komponenten untersuchen und seine Eignung für den täglichen Gebrauch bewerten können.

Erklären wir zunächst, was ein Induktionswassererhitzer ist und wie er sich von herkömmlichen Heiztechniken unterscheidet. Ein Induktionswassererhitzer nutzt die elektromagnetische Induktion, um Wasser direkt zu erhitzen, im Gegensatz zu herkömmlichen Erhitzern, die mit Brennstoff oder Heizelementen arbeiten. Betrachten Sie ihn als High-Tech-Ersatz, der den Zwischenhändler überflüssig macht und eine genauere und effizientere Methode zur Warmwassererzeugung bietet.

Wie funktioniert er dann?? Die Entdeckung der elektromagnetischen Induktion durch Michael Faraday im 19. Jahrhundert bildet die Grundlage für das Prinzip eines Induktionswassererhitzers. Im Wesentlichen wird ein Magnetfeld erzeugt, wenn ein elektrischer Strom durch eine Spule fließt. Dieses Magnetfeld bewirkt, dass elektrische Ströme in anderen Leitern, z. B. in mit Wasser gefüllten Metallbehältern, induziert werden, was dazu führt, dass der Behälter Widerstand leistet und sich erhitzt.

Nachdem wir nun die Grundlagen der Funktionsweise eines Induktionswassererhitzers kennen, lassen Sie uns über die Möglichkeiten sprechen, selbst einen zu bauen. Bei der Do-it-yourself-Methode müssen einige wesentliche Teile zusammengebaut werden: ein Wasserbehälter, eine Drahtspule und eine Stromquelle. Selbst für Personen mit wenig technischer Erfahrung kann der Prozess mit Hilfe einer Fülle von Online-Tutorials und -Ressourcen abgeschlossen werden, die Sie durch jeden Schritt führen, auch wenn er zunächst überwältigend erscheinen mag.

Wie wirksam ist jedoch ein selbstgebauter Induktionswassererhitzer im Vergleich zu herkömmlichen Systemen?? Die Effizienz ist einer der Hauptvorteile der Induktionserwärmung. Im Vergleich zu herkömmlichen Methoden, bei denen die Wärme von einer Quelle auf das Wasser übertragen wird, gibt es weniger Energieverluste, da die Wärme direkt im Wasser erzeugt wird. Außerdem können Induktionserhitzer die Temperatur genauer regulieren, was zu einem geringeren Energieverbrauch und niedrigeren Betriebskosten führen kann.

Bei regelmäßigem Gebrauch kann ein Induktionsheizer eine zuverlässige und erschwingliche Art sein, Ihr Haus zu heizen. Es ist jedoch von entscheidender Bedeutung, dass die richtigen Sicherheitsvorkehrungen getroffen werden, da ein unsachgemäßer Umgang mit Strom gefährlich sein kann. Um zu gewährleisten, dass Ihr DIY-Induktionswassererhitzer optimal funktioniert und lange hält, sind regelmäßige Wartung und Beobachtung ebenfalls unerlässlich.

Wie ein Induktionskessel funktioniert

Das Funktionsprinzip von Induktionswassererhitzern ist wie folgt: Eine Metallspule muss mit Wechselstrom versorgt werden (bei konstantem Strom entsteht ein einfacher Elektromagnet), der dann ein Magnetfeld bildet und dessen Vorzeichen und Vektor schnell ändert, um Wirbelprozesse in Gang zu setzen. Das verarbeitete Objekt gibt die aufgenommene Wärme ab.

Die Frequenz über 50 Hz beginnt spürbare Auswirkungen zu haben, und die Industrie verwendet häufiger Frequenzen, die näher an 1 kHz liegen, weil sie Metall schmelzen können.

Das Magnetfeld wird durch den Induktor erzeugt, eine zylindrische Spule, die mit einer Menge Kupferdraht gefüllt ist und sich dreht, wenn ein Wechselstrom durch sie fließt. Der sich ständig ändernde Fluss des magnetischen Induktionsvektors durchdringt das Objekt und die Substanz innerhalb oder in der Nähe einer solchen Konstruktion. Die Linien des entstehenden elektrischen Feldes, die sich bewegen, sind senkrecht. Es entstehen Foucaultsche Wirbelströme, die Strom in Wärme umwandeln, die auf das Objekt übertragen wird.

Bei der Kontaktheizung muss der Induktor nicht berührt werden, die Energie wird durch ein elektromagnetisches Feld übertragen, wodurch der Wärmeverlust verringert und die Ressource effektiver genutzt wird. Das Wasser, das durch den von den Spulen erzeugten Wechselstrom erhitzt wird, kommt aus dem Behälter oder aus der Metallfüllung im Inneren.

Die am meisten wandernden Ströme im Inneren des Behälters erzeugen die Wärme, anstatt sie einzubringen. Dass alles um uns herum kalt bleibt, ist ein Vorteil. Aufgrund der Wärmeleitfähigkeit verteilt sich die Wärme nur ungleichmäßig in den oberen Schichten des Tabs und füllt das Volumen aus; je größer die Frequenz des Feldes, desto geringer die Eindringtiefe und desto höher die Intensität.

In diesem Warmwasserversorgungssystem wird ein elektrischer Wirbelinduktions-Wassererhitzer verwendet:

• Die Wasserversorgungsleitung (kalter Eingang) ist mit einem Ende des Heizelements verbunden, dessen Rolle ein vertikal angeordnetes Rohr ist, das auch als Gehäuse für die Windungen des Drahtes dient. Die gesamte Struktur besteht aus dem Gehäuse;
• Die zweite Armatur ist der Ausgang des bereits erwärmten Wassers;
• EVN wird über einen Spannungswandler (Inverter) an das Stromnetz angeschlossen;
• Die Flüssigkeit aus der Versorgungsleitung bewegt sich entlang der erhitzten Runde des Induktionszylinders.

Die Verdrahtung erfolgt auf die gleiche Art und Weise wie bei fabrikmäßigen Kesselweinen oder normalen Durchlauferhitzern. Es handelt sich nicht um einen kumulativen Kessel; es gibt keine komplizierte Verbindung mit einem Sicherheitssystem. Man muss nur die Schneidhähne anbringen und die kalte Ableitung des Steigrohrs anschließen. Bei der Verwendung von Steigwasser von schlechter Qualität ist ein Eingangsfilter erforderlich.

Der Induktions-Direktdurchlauferhitzer funktioniert sowohl als elektrischer Detektor, der in einem Gehäuse mit Wicklungen untergebracht ist, als auch als Senkungstransformator auf dem Behälter.

• Primär – Induktor, Drahtspule, Spule. Hier bilden sich Wirbelströme, die elektromagnetische Felder bilden, die auf das darunter liegende Element fallen;
• Sekundär (kurzgeschlossen) – Lasche, Magnetkreis, Gehäuse, Heizung, Rohr selbst mit Flüssigkeit.

Um Wechselstrom zu erhalten, haben Sie einige Möglichkeiten:

• durch ein Schweißgerät, einen Transformator, einen Induktionsherd oder ähnliche Geräte. In diesem Fall kann nur bedingt von Hochfrequenzspannung gesprochen werden, da im Netz 50 Hz (Hauswert) herrscht. Aber das elektromagnetische Feld entsteht trotzdem, im Behälter werden Foucaultsche Ströme (Wirbel) eingeleitet, die Erwärmung beginnt;
• Ein spezieller elektrischer Schaltkreis erhöht die Geschwindigkeit der Änderungen im Magnetfeld, die Frequenz, und dementsprechend steigt die Erwärmung viel intensiver, 1 kHz wird bis zu 30 kHz oder mehr erreicht. So funktionieren Mikrowellen, Geräte zum Schmelzen von Metallen, Sterilisationsgeräte in der Medizin.

Die Betriebsleistung ist frequenzabhängig; wenn der Querschnitt der Wicklung zu groß oder die Länge zu lang ist, nimmt sie bei unzureichender Intensität ab. Je schneller sich das Magnetfeld ändert, desto mehr fokale Prozesse gibt es.

Vor- und Nachteile der Induktionserwärmung des Warmwassers

Vorteile sowohl von werkseitig hergestellten als auch von selbstgebauten Induktionsdurchlauferhitzern:

• völlige Geräuschlosigkeit;
• Wirkungsgrad 98 – 99%;
• Aufgrund von Mikrovibrationen bleiben Schmutz und Kalk nicht haften, es gibt keine elektrochemischen Reaktionen, die Reinigung ist nicht erforderlich, der Betrieb wird verlängert;
• hohe Wartungsfreundlichkeit, Effizienz und Einfachheit, ein Minimum an Teilen – die Erwärmung erfolgt durch ein Rohrsegment mit einer Wicklung – (Lebensdauer von 10 – 20 Jahren), aber dies ist nicht eine Würde, wenn ein Funkschema verwendet wird;
• Kompaktheit;
• Umweltfreundlichkeit, keine Verbrennungsprodukte;
• Es gibt keine Kosten für die Wartung, nicht reinigen, ändern Sie die Anoden, Heizung;
• geregelt, abgestimmt (abnehmende/steigende Stromstärke, Wicklungsgröße).

Da das Wasser keine Zeit hat, Wärme zu absorbieren, ist die Leistung nicht von seiner Temperatur abhängig; je kälter das Wasser jedoch wird und je intensiver die Leitung genutzt wird, desto kühler wird die Leistung. Aus diesem Grund ist es ratsam, dass die Flüssigkeit innerhalb des Induktionswassererhitzers über einen längeren Zeitraum zirkuliert (mehrere Abschnitte, Trennung, Draht im Inneren).

• nicht wirtschaftlich;
• Nur ein Arbeitselement wird erhitzt, aber die Wärme wird in den Raum übertragen, das Berühren des Gerätes ist unsicher, das Gehäuse löst das Problem nicht immer;
• das Risiko einer Explosion des Systems, Feuer aufgrund von Überhitzung, so ist es notwendig, einen Temperatursensor mit automatischer Abschaltung zu installieren;
• Hoher Preis der Fabrikmodelle – durchschnittlich 30 Tausend. für das Produkt der kleinen Leistung;
• elektromagnetisches Feld;
• Ohne elektrotechnische Kenntnisse ist es schwierig, technische Eigenschaften zu erreichen, die eine Leistung über 2.5 kW, da die Montage des Frequenzumrichters erforderlich ist.

Wie kann man einen Induktionskessel herstellen?

Dies sind die einzigen drei Hauptbestandteile des induktiven elektrischen Durchlauferhitzers. Um sicherzustellen, dass die Erwärmung des Wassers während des Leitungsverfahrens signifikant ist, muss die Leistung des Induktors mit dem Werkstück, der Anzahl der Windungen und der Drahtstärke verglichen werden.

Von einem Schweißinverter oder -transformator

Die folgenden Komponenten einer Inverterschweißmaschine werden benötigt:

• AC-Generator, Optionen:

• Haushaltsschweißgerät mit einer Leistung von 15 – 25 A;
• Drehstromtransformator;

• Draht mit einem Querschnitt von 6 mm in einem Metallgitter;
• Küchenbürsten;
• Blattwerkstück;

Die Schritte zur Herstellung eines Do-it-yourself-Induktionsdurchlauferhitzers mit einer Schweißnaht für hydraulische Geräte sind wie folgt:

1. Ein Metallgitter wird in das Rohr eingelegt. Feurig einschlafende Drahtsegmente (1 – 5 cm).
2. An das gleiche Ende wird ein Rohr mit einem Schneidhahn für eine flexible Leitung zu einer kalten Abzweigung der Steigleitung geschweißt, an ein anderes – zur Versorgung der Wasserentnahmestelle mit Warmwasser.
3. 4-5 Längsbänder aus Holz oder Glasfaser werden auf dem Zylinder installiert, wickeln den Draht (vorzugsweise 90 Windungen). Bei ∅60 mm werden etwa 17 m benötigt.
4. Die Enden werden an die Pole des Invertertransformators angeschlossen, vorzugsweise ohne Verdrehung. Die Verbindungen werden isoliert.
5. Der Warmwasserbereiter wird zusammengebaut, mit den Armaturen Steigrohr der Wasserversorgung und Punkte von Wasser verbunden. Verwendung von Adaptern, T-Stücken, flexiblen Sanitärschläuchen.
6. Der Thermostat ist auf einem Schweißgerät für den automatischen Betrieb der Arbeit installiert.

Sie verwenden einen Kunststofftank und zusätzliche Behälter für die Wicklung mit einem Behälter, der im Gehäuse eingeschlossen ist. Zur Isolierung des Gehäuses werden Mineralwolle, Styropor und andere wärmeisolierende Materialien verwendet. einen hausgemachten Warmwasserbereiter mit einem Transformator in ähnlicher Weise hergestellt.

• Platz (Schnitt) mit einem vertikal Mesh Boden nach unten, an der gleichen Stelle der Eingang der Versorgung, von wo aus das Wasser bewegt sich nach oben;
• Eine Umwälzpumpe wie bei der Heizungsanlage ist nicht erforderlich;
• Beachten Sie die Sicherheitsvorkehrungen bei Arbeiten mit elektrischen Geräten und erhitzten Gegenständen. Der empfohlene Abstand zum Boden beträgt 80, zur Decke – 30, zu den Wänden – 30 – 40 cm.;
• Es muss ein Temperaturfühler mit einem Relais zur automatischen Abschaltung bei Überhitzung vorhanden sein;
• Eine separate Kupferleitung für eine Schweißmaschine mit einer Schutzabschaltung Automatisierung (RCD, dipavavtomatom, Erde) wird empfohlen. Der empfohlene Abschnitt von 2.5 mm² reichen für eine laufende Heizung bis zu 3.5 kW;
• Alle offenen Drähte isoliert;
• Sie können den Induktor nicht mit einem leeren Behälter einschalten – es besteht die Gefahr des Schmelzens, des Feuers, der Nähe;
• Es ist nicht ratsam, ihn in einem Wohngebiet zu installieren – das elektromagnetische Feld ist schädlich.

Vom Induktionsherd

Videos über den Betrieb von Kesseln aus Induktionsherden – typischerweise 2 kW – finden Sie im Netz. Es handelt sich um denselben Induktor wie die Flachspule der Küchenplatte.

Der unglaublich einfache Erstellungsprozess:

• Das Kochfeld des Induktionsherdes wird demontiert;
• Der einheimische Flachinduktor wird demontiert;
• Verbinden Sie einen selbstgebauten Erhitzer aus einem rostfreien Wellrohr (∅20) und eine flexible Leine aus einer kalten Zuleitung des Steigrohrs mit einem Schneidhahn.

Der Einbrenner muss die Länge des Wickelkabels messen, damit sie mit den Spezifikationen der Feldelemente des Stromkreises übereinstimmt. Die Leistung fällt ab und die Wicklung und die Transistoren brennen zusammen, wenn die Kenndaten überschritten werden.

Mit einer Wicklung aus elektrischem Gewebe

Ein ein Meter langes Metallrohr wird gereinigt, dann mit drei Lagen elektrischem Gewebe umwickelt und mit Kupferdraht ummantelt. Man stellt eine Induktionsspule her. Die Konstruktion ist isoliert und isoliert, und es wird ein feuerfestes Kunststoffgehäuse verwendet. Die Enden werden an den Klemmen des Schweißinverters befestigt. Nach dem Schneiden des Zylinders wird dieser an die Wasserversorgung angeschlossen.

Rohr im Rohr und eine Spule im Behälter

Das Verfahren zur Herstellung einer "Vesse im Gefäß" Wassererhitzer mit Induktionserwärmung ist wie folgt:

1. Zwei Segmente (150 – 500 mm) des Metallrohrs werden mit einem Spalt von 20 mm ineinander gesteckt, der durch die Abdichtung der Enden zweier Ringe entsteht.
2. Auch durch Tangente (für eine gute Zirkulation) an den Körper in die Außenwand des Eingangs (unten) und Ausgang (oben) Armatur für den Anschluss an die Wasserversorgung befestigt.
3. Der Warmwasserbereiter hat eine ringförmige Form (Bagel) – ein Zylinder mit einem Loch im Inneren.
4. Der Kupferdraht wird vertikal gewickelt, nach innen geführt und entlang der Außenkontur des Gehäuses angehoben. Mit 30 – 40 Windungen erhält man eine thoroidale Spule – die gesamte Oberfläche wird sofort erwärmt.
5. Die Struktur ist in einem Gehäuse platziert, ein Kunststofftank verwendet wird, ist es in ihm für Düsen für Düsen gemacht. Die Wände sind durch ein wärmedämmendes, nicht brennbares Material getrennt. Die Drahtenden werden an den Klemmen des Wechselrichters befestigt, der mit dem Steigrohr und der Wasserentnahmestelle verbunden ist.

Als Durchlauferhitzer kann man einen Kessel mit einer serpentinenförmigen Innenstruktur konstruieren; je größer der mit Wasser gefüllte Abschnitt ist, desto schneller erwärmt sich das Wasser.

In der heutigen Welt, in der Energieeffizienz und Nachhaltigkeit an erster Stelle stehen, gewinnt das Konzept der Heim-Induktions-Wassererhitzer zunehmend an Bedeutung. Durch die Nutzung der elektromagnetischen Induktion bieten diese innovativen Geräte eine effiziente und umweltfreundliche Lösung für die Wassererwärmung im Haushalt. Das Verständnis der Grundprinzipien der Induktionserwärmung und des Aufbaus eines solchen Erhitzers ermöglicht es Hausbesitzern, die Kontrolle über ihren Energieverbrauch zu übernehmen. Von der Einfachheit des Geräteaufbaus über die Kosteneffizienz bis hin zu den geringeren Umweltauswirkungen stellen hausgemachte Induktions-Wassererhitzer eine erschwingliche Möglichkeit dar, umweltbewusster zu leben und gleichzeitig eine konstante Warmwasserversorgung für den täglichen Bedarf sicherzustellen. Dieser Artikel befasst sich mit der Funktionsweise des Geräts, führt den Leser durch den Konstruktionsprozess, erklärt seine Betriebseffizienz und hebt seine Vorteile für nachhaltige Heizungslösungen hervor.

Elektronische Variante

Während sich die Parameter eines elektrischen Induktionstyps beim Aufwickeln auf ein Rohr und beim Schweißen eines Inverters grob berechnen lassen, sind für elektrische Schaltungen genauere Berechnungen erforderlich, wenn die Teilekapazität berücksichtigt wird.

Die elektronische Schaltung arbeitet nach dem Prinzip der konstanten Resonanz, die nicht eingestellt werden muss und sofort nach dem Zusammenbau in Betrieb geht. Mit Standardkomponenten ist die Ausgangsleistung nur mittelmäßig; starke Feldtasten und große Kondensatoren können sie jedoch erhöhen. Transistor- (bis zu 25 kHz) und Thyristor-Wandler (bis zu 8 kHz) erzeugen Frequenzen von mehr als 50 Hz.

Die Stromversorgung für die Schaltung muss zwischen 24 und 60 Volt liegen und eine Stromaufnahme von mindestens 20 Ampere haben. In zehn Sekunden erhitzt sich die Messerklinge auf Rot.

Das fertige Gerät und seine Pläne:

Was wird benötigt (für den folgenden Plan):

• Gas aus einem Computer-Netzteil;
• Von dort aus wird ein Ferritring (aus Eisenpulver) mit einem Kupferdraht mit einem Querschnitt von 1.5 mm², von 10 bis 30 Windungen mit einem Kupferdraht;
• Feldtransistoren. Es ist notwendig, den maximalen Widerstand des offenen Übergangs zu wählen. Geeignet aus den Serien IRF740, IRFP250;
• Dioden für Sperrspannung ab 500 V mit mindestens 3 – 4 A, geeignet UF4007, Her305;
• Zenerdiode für 15 – 18 V bis zu 2 – 3 Watt;
• 0.5-Watt-Widerstände.

Die Informationen werden gemäß dem Plan gesammelt. Eine Induktionsspule, bestehend aus sechs bis sieben Windungen von 1.5 mm² Draht wird konstruiert und angeschlossen. Die Struktur kann bis zu M6 Bolzen, die in der Farbe gelb sind, erhitzen. Heizkörper und ein kleiner Lüfter sind erforderlich, da die freigesetzte Wärme Transistoren schädigen kann (aus dem gleichen Computer-Netzteil). Die Frequenz beträgt 30 kHz, was mehr als ausreichend ist. Steuerung: über 12-Zoll-Adapter. Über die Diodenbrücke kann das Leistungsteil direkt an 220 V angeschlossen werden. Montage des laufenden Kessels auf diesem Fundament ist noch notwendig.

Der Plan und die Induktionsheizung, die dafür entwickelt wurden:

Der Bau eines Induktionswassererhitzers zu Hause kann ein befriedigendes Do-it-yourself-Projekt für Hausbesitzer sein, die die Energieeffizienz ihrer Wohnung erhöhen wollen. Sie können die elektromagnetische Induktion effizient zur Wassererwärmung nutzen, wenn Sie die Funktionsweise des Geräts und seiner Bestandteile verstehen.

Das Gerät besteht aus einer Drahtspule, in der Regel aus Kupfer, die bei Anlegen eines elektrischen Stroms ein magnetisches Wechselfeld erzeugt. Durch das Magnetfeld werden in leitfähigen Materialien Wirbelströme erzeugt, z. B. durch Wasser, das durch ein Rohr in der Spule fließt. Wenn das Wasser durch die Spule fließt, wird es durch den Widerstand der Wirbelströme schnell erwärmt.

Die Effizienz eines Induktions-Wassererhitzers ist einer seiner Hauptvorteile. Induktionsheizer erwärmen das Wasser direkt, so dass kein separates Element erwärmt werden muss, im Gegensatz zu herkömmlichen Wassererhitzern, die mit Heizelementen oder Gasbrennern arbeiten. Die Erwärmung des Wassers in Ihrem Haus ist wirtschaftlicher und umweltfreundlicher, da weniger Energie verbraucht und das Wasser schneller erwärmt wird.

Induktions-Wassererhitzer sind nicht nur effizient, sondern bieten auch eine genaue Temperaturregelung. Sie können die Wassertemperatur leicht an Ihre Bedürfnisse anpassen, indem Sie die Stromzufuhr zur Spule variieren. Da das Wasser nur auf die richtige Temperatur erhitzt wird, anstatt es unnötig zu überhitzen, kann dieses Maß an Kontrolle dazu beitragen, den Energieverbrauch zu senken.

Im Vergleich zu konventionellen Wassererwärmungssystemen benötigen Induktionswassererhitzer auch weniger Wartung. Das Risiko eines mechanischen Versagens oder von Gaslecks ist geringer, da es weniger bewegliche Teile und keine Verbrennungsprozesse gibt. Für Hausbesitzer, die sich Sorgen um die Zuverlässigkeit und Sicherheit ihres Wassererwärmungssystems machen, kann dies ein großer Trost sein.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Installation eines Induktionswassererhitzers in Ihrem Haus eine nützliche und effektive Art der Wassererwärmung sein kann. Durch die Nutzung der elektromagnetischen Induktion profitieren Sie von einer schnellen, präzisen und energieeffizienten Wassererwärmung sowie von niedrigeren Energiekosten und Stromrechnungen. Ein Do-it-yourself-Induktionswassererhitzer kann bei richtiger Installation und Wartung viele Jahre lang zuverlässiges Warmwasser liefern.

Video zum Thema

Gerät und Funktionsweise des elektrischen Induktionskessels